سیستم تهویه مطبوع خودرو؛ راهنمای جامع اجزا و طرز کار

به منظور افزايش راحتی سرنشين خودرو، از سیستم تهویه مطبوع در خودرو استفاده مي­شود. سيستم تهويه مطبوع دارای چهار وظيفه اصلی زير مي­باشد:

1. كنترل دمای هوای محفظه سرنشين
2. كنترل مقدار رطوبت هوای محفظه سرنشين
3. به گردش درآوردن مناسب هوای محفظه سرنشين
4. فيلتر كردن و باكتری ­زدايی هوای محفظه سرنشين

شكل زیر تجهيزات يك نوع سيستم تهويه مطبوع را نشان مي­دهد.

1- فن كولر و بخاری                   2- اوپراتور سيستم كولر                                3- سنسور سطح اواپراتور
4- رادياتور بخاری                        5- سنسور دمای هوای ورودی به محفظه سرنشين
6- كليد و سلكتور انتخاب و تنظيم دماي هواي محفظهسرنشين
7- سنسور هوای محفظه سرنشين
8- واحد كنترل يا ECU سيستم تهويه مطبوع
9- مجرای خروج آب تقطيرشده سطح اواپراتور به بيرون از محفظه سرنشين            10- كمپرسور كولر
11- شيربرقی كنترل مقدار آب گرم به رادياتور بخاری
a: هوای تازه از بيرون، b : جريان هوای اعمالی به شيشه جلو به جهت جلوگيری از يخ زدن و انجام مه زدايی شيشه جلو در هوای سرد ، c: جريان هوای تهويه ، d: به گردش درآوردن هوای محفظه سرنشين ، e : جريان هوای كنارگذر ، f : جريان هوای به سمت قسمت پای راننده و سرنشين

تجهيزات سيستم تهویه مطبوع

تجهیزات و اجزای سیستم تهویه مطبوع

سیستم تهویه مطبوع از دو واحد اصلی گرمایش (بخاری) و سرمایش (کولر) تشکیل شده است که توسط یک واحد کنترل مدیریت می‌شوند.

۱. واحد گرمایش (بخاری)

• منبع حرارت: مایع خنک‌کننده موتور که در رادياتور بخاری جریان دارد.

• مکانیزم: فن بخاری هوا را از بین پره‌های گرم رادیاتور عبور داده و به کابین می‌فرستد.

• کنترل دما: از طریق شیر قطع و وصل جریان مایع یا دریچه‌های کنترل مسیر هوا انجام می‌شود.

۲. واحد سرمایش (کولر)

عملکرد این بخش بر پایه دو اصل فیزیکی است:

1. افزایش دما بر اثر فشار: با فشرده‌سازی گاز، دمای آن بالا می‌رود.

2. کاهش دما بر اثر انبساط: با کاهش فشار و تبدیل مایع مبرد به گاز، دمای محیط جذب شده و سرما ایجاد می‌شود.

۳. سیستم فیلتراسیون و توزیع هوا

• فیلترها: استفاده از فیلترهای کاغذی یا زغالی برای حذف غبار و بو، و فیلترهای یونی برای باکتری‌زدایی.

• دریچه‌های کنترل: تنظیم جهت جریان هوا و انتخاب بین حالت گردش هوای داخلی یا ورود هوای تازه از محیط.

1- كمپرسور                              2- كلاچ الكترومغناطيس كمپرسور كولر                           3- كندانسور
4- فن كندانسور، در بعضی خودروها جدای از فن خنك ­كننده موتور است و در برخی خودروها فن خنك ­كننده موتور وظيفه خنك ­كردن  كندانسور را نيز برعهده دارد
5- كليد فشار قوی                       6- مخزن ذخيره يا خشك­ كن                                       7- كليد فشار ضعيف
8- كليد دو حالتي فعال يا غيرفعال كردن كلاچ الكترومغناطيس كمپرسور كولر
9- سنسور دماي سطح اواپراتور
10- سيني جمع ­آوری آب تقطير شده از روي سطح اواپراتور و انتقال آن به بيرون از محفظه سرنشين
11- اواپراتور                      12- فن اواپراتور كولر يا فن بخاری
13- كليد فن كولر يا فن بخاری                 14- شير انبساطی

عملكرد اجزاء سيستم كولر

با توجه به شكل فوق به بررسی عملكرد اجزاء سيستم كولر پرداخته میشود.

کمپرسور کولر (AC Compressor)

کمپرسور در سیستم تهویه مطبوع خودرو وظیفه مکش و تراکم گاز مبرد را بر عهده دارد. این قطعه معمولاً از نوع پیستونی (یک‌طرفه یا دوطرفه) با مکانیزم صفحه مایل (Swash Plate) است.این قطعه معمولاً از نوع پیستونی است. برای آشنایی با مدل‌های مختلف، مقاله کمپرسور کولر خودرو و انواع آن را بخوانید.

طرز کار کمپرسور پیستونی صفحه مایل:

• تبدیل حرکت: با دوران محور اصلی، لبه‌های صفحه مایل حرکت محوری ایجاد می‌کنند.

• انتقال قدرت: این حرکت محوری به پیستون‌ها منتقل شده و باعث جابه‌جایی آن‌ها می‌شود.

• تراکم مبرد: حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها منجر به انجام عملیات مکش و فشرده‌سازی گاز در سیکل تبرید می‌گردد.

1- پيستون دو طرفه يا دوبل                    2- ساچمه                  3- صفحه مايل                           4- محور

اساس كار كمپرسورهاي پيستوني صفحه مايل

شكل زیر يك نوع كمپرسور پيستونی صفحه مايل با پيستون دوطرفه، مورد استفاده در سيستم كولر  یا سیستم تهویه مطبوع خودرو را نشان می دهد.

1- مجرای ورودی                                 2- مجرای خروجی                     3 و 8 – سوپاپ­های برگی ورودی
4- پيستون دو طرفه                              5- صفحة مايل متصل به شفت كمپرسور
12 و 6 – سوپاپ­های برگی خروجی         7- شفت كمپرسور
13 و 9 – صفحه حامل سوپاپ­های برگی ورودی و خروجی                          10- سيم ­پيچ كلاچ الكترومغناطيسی

نوع كمپرسور پيستوني صفحه مايل با پيستون دوطرفه

كمپرسور پيستونی صفحه مايل با پيستون دو طرفه

در سیستم تهویه مطبوع، انتقال قدرت به کمپرسور از طریق کلاچ مغناطیسی صورت می‌گیرد.

كندانسور

بعد از آنكه گاز سيكل تبريد توسط كمپرسور متراكم شد، علاوه بر فشار، دمای آن نيز زياد می شود، برای كاهش دمای گاز متراكم شده و تبديل آن به مايع از كندانسور استفاده می شود.
مطابق شکل اول كندانسور در واقع يك لوله مارپيچ از جنس مس يا آلومينيم است كه گاز فشرده شده توسط كمپرسور كولر را دريافت می كند، برای افزايش قدرت مايع كنندگی كندانسور، بوسيله فن هوای محيط را از اطراف لوله های كندانسور عبور می دهند، اين فن يا همان فن خنك كننده رادياتور موتور است و يا يك فن به صورت مجزا براي اين منظور در جلوی كندانسور نصب می گردد.

با توجه به شكل اول گاز با فشار بالا، از بالا وارد كندانسور می شود، اين گاز با عبور از لوله های مارپيچ كندانسور، دمای خود را به لوله های كندانسور می دهد (از اطراف لوله های كندانسور هوای محيط عبور كرده و لوله ها خنك می شوند) بنابراين گاز فشرده شده به تدريج كه به لوله های پائينی كندانسور می رسد، دمای خود را از دست داده و تبديل به مايع می شود.

مخزن ذخيره يا خشك كن سیستم کولر خودرو

شكل زیر مخزن ذخيره، درایر یا خشك كن سيستم كولر را نشان می دهد

1- مجراي خروجی به شير انبساطی                          2- درپوش شيشه­ای به جهت بررسی عملكرد سيستم كولر
3- درپوش اطمينان ذوب شدنی                               4- مجرای ورودی از كندانسور
5- بدنه مخزن ذخيره
6- لوله انتقال گاز مايع شده از قسمت پائين مخزن ذخيره به مجرای خروجی
7- كريستال­های خشك ­كن و رطوبت ­گير                   8- فيلتر                    9- قطرات  آب

مخزن ذخيره يا خشك كن

گاز متراكم شده توسط كمپرسور با عبور از كندانسور مايع شده و در مخزن ذخيره قرار می گيرد. مخزن ذخيره دو وظيفه عمده زير را برعهده دارد:

1.  به عنوان يك انباره يا آكومولاتور عمل كرده و از كاهش يا افزايش ناگهانی حجم گاز مايع شده در سيكل تبريد جلوگيریی میكند، بنابراين سيكل تبريد به صورت پيوسته و با ملايمت به كار خود ادامه می دهد.
2. چنانچه در گاز مايع شده قطرات آب و ناخالصی وجود داشته باشد، اين قطرات در شير انبساطی به سرعت يخ زده و باعث مسدود شدن شير انبساطی و عدم عملكرد صحيح سيستم كولر می شوند، از اينرو در درون مخزن ذخيره، كريستالهايی قرار می دهند كه خاصيت جذب رطوبت را برعهده دارند، بنابراين گاز مايع شده خروجی از كندانسور با ورود به مخزن ذخيره از كريستال های خشك كن عبور می كند، قطرات آب و رطوبت بوسيله اين كريستال ها جذب شده و گاز متراكم مايع شده در ته مخزن ذخيره، جمع آوری می شود.

وجود فيلتر در ابتدای لوله انتقال، باعث جلوگيری از ورود ناخالصی ها به شير انبساطی و اخلال در كاركرد صحيح سيستم كولر می شود. چنانچه به هر دليلی دمای گاز سيكل تبريد افزايش يافته و به حدود Cº105 برسد، درپوش اطمينان ذوب شدنی (3)، ذوب شده باعث خارج شدن گاز سيكل تبريه به هوای محيط می شود و باعث جلوگيری از ايجاد خطرات جانی و مالی و آسيب ديدن سيستم كولر می شود.
با وجود درپوش شيشه ای (2) می توان از عملكرد صحيح سيستم كولر  یا سیستم تهویه مطبوع با توجه به شرايط زير اطمينان حاصل نمود:

• دور موتور تقريباً RPM 1500
•  سيستم كولر فعال و فن بخاری يا كولر در بالاترين سرعت قرار گيرد.
• وضعيت گردش هوای داخل محفظه سرنشين انتخاب شود.
• دمای هوای محيط كمتر از Cº35 و رطوبت كمتر از 70% باشد.

با توجه به شرايط فوق می توان با نگاه كردن به درپوش شيشه ای، نتايجی به شرح زير از عملكرد سيستم كولر دريافت نمود:

1. چنانچه حباب كمی ديده شود ولی با افزايش دور، حباب ها محو شوند، شرايط سيستم كولرخوب است و گاز كولر كافی است.
2. اگر حباب حتی با افزايش دور موتور وجود داشته باشد، نشان دهندی كم بودن گاز كولر است.
3. چنانچه چيزی شبيه مه ديده شود، نشان دهنده تمام شدن گاز كولر می باشد.
4. اگر هيچ حبابی ديده نشود و شيشه مات باشد، نشان دهنده زياد بودن گاز كولر است.